近些年来由于连续变焦等新型伺服控制技术在红外成像中的应用, 对于直线位置伺服控制系统的要求日益增高, 提高其控制速度与控制精度已经成为当前一个热门课题。在直流电机伺服控制系统中, 由于被控对象的非线性以及不确定性, 传统 PID(Proportion Integral Differential)控制在应对不同的工况变化时, 其参数调整不及时, 自适应能力差。针对这种情况, 本文提出一种智能 PID控制策略, 将前馈与模糊 PID结合起来形成复合智能控制, 通过仿真实验进行验证, 证明了此控制策略具有响应速度快、超调量小、自适应能力强的特点。为直流电机伺服控制系统的设计提供一定的参考。

农产品质量安全日益受到关注。 由于传统检测方法存在耗时长、 操作复杂、 消耗大量溶剂、 成本高等问题, 因而迫切需要开发快速无损检测技术。 在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间的太赫兹波, 因其所处波段的特殊性, 使其具有了瞬态性、 高穿透性、 宽带性、 相干性和低能性等一系列特性, 太赫兹技术可以有效反映有机生物分子的结构和性质, 作为物质“指纹”谱, 该技术逐渐应用于有机生物分子的定性、 定量分析, 在近红外光谱、 拉曼光谱、 X射线等众多光谱类快速无损检测技术中成为一种极具竞争力的新兴检测技术。 首先介绍了太赫兹波特点, 太赫兹光谱及其成像技术原理; 其次, 在其基础上总结了太赫兹数据处理一般流程及其主要步骤中的常用分析方法, 着重对定量、 定性分析步骤中模型搭建方法、 评估方法、 评估指标进行了阐述; 再次, 讨论了近几年来太赫兹技术在农产品品质检测中的几个关键领域应用和研究进展, 具体包括农药残留、 抗生素、 毒素等微量有害物质检测, 掺假、 转基因和外源异物的鉴别以及农产品内部营养成分含量预测等; 最后, 系统探讨了太赫兹技术在农产品品质检测领域尚需解决的问题, 以此为导向总结需要进一步加强的研究方向, 并对太赫兹技术在农产品品质领域未来发展作出展望。 已有研究文献表明太赫兹技术在农产品品质检测领域的有效性。 尤其, 对非极性物质不敏感的特性, 使其对已包装农产品的品质检测与评估具有得天独厚的优势。 随着机器学习、 强化学习等信息科学技术发展, 一方面进一步加强太赫兹数据分析技术研究, 通过数据自主学习, 从数据角度揭示科学规律, 构建精度更高、 运算开销更小、 实时性更强、 泛化能力更好的分析模型; 另一方面从分子振动理论出发, 结合化学、 物理学知识, 研究太赫兹光谱特性的形成机理, 并将获取的先验知识应用于分析模型的构建, 通过数据与机理二者有机结合, 提高太赫兹光谱分析软实力。 未来硬件系统开发上以便携、 低成本、 灵敏度高为目标, 最终实现太赫兹技术应用从实验室研究阶段逐渐走向商用工程化应用。

利用X射线荧光光谱检测土壤重金属砷、 锌、 铅和铬元素的含量。 通过分析仪器检出限和准确度， 得出仪器适用性良好。 然后， 利用二维相关同步光谱获得重金属元素的X射线荧光光谱能谱范围和变量数， 得出铅元素的能谱范围分别为10380~10740和12435~12900 keV，砷元素的能量范围是10380~10740和11610~11880 keV，铬元素的能量范围是5310~5520和5805~6015 keV， 锌元素的能量范围是8520~8805和9555~9630 keV， 铅、 砷、 铬和锌的变量数分别为57， 44， 30和26。 最后， 根据获得的能谱范围， 采用偏最小二乘回归方法建立重金属元素的X射线荧光光谱定量分析模型， 得出砷元素的模型性能最佳， 其次是铅、 锌和铬， 预测相关系数都高于092。 研究表明， 利用二维相关光谱获得的能谱范围有助于提高模型的预测性能和便携式X射线荧光光谱检测仪器适用于土壤重金属的原位监测。

为了提高梳状结构光学测速系统的测速精度, 采用数学原理研究了梳状结构的间距大小对输出光强信号周期性的影响, 通过优化输出光强信号的周期性来提高测速精度, 并采用一种结合图像处理选择最佳间距的实验方法, 进行了相关的理论分析, 对两种不同路面进行了实验仿真验证, 得到不同间距下不同的输出光强信号的周期性情况。结果表明, 当栅状结构的间距大小与地面特征点大小一致时, 得到的输出光强周期性最优, 对于普通的柏油和水泥路面, 对应到地面的最佳栅状结构间距大小为1.0mm ~1.5mm。

为使无线光通信中准直扩束光学系统控制简单、容易实现，针对体积惯量较小的光学元件，提出一种闭环光路模式下的准直扩束光学系统自动控制装置设计方案。借鉴反馈控制技术，由脉冲激光控制信号实现光路的闭环反馈。并结合单片机和光电检测技术，给出其硬件和软件设计方案。该装置包括单片机控制、步进电机组、光电检测和反馈收发系统等，通过控制协议和各软件功能模块的调用，实现无线光通信中准直扩束系统的自动控制。实验表明，该装置较好地达到激光准直扩束镜头连续变焦的自控功效，具有运行平稳和控制可靠的优点，对研究无线光通信的光路对准具有较高的实际参考价值。